- •Сборник лекций
- •Курс: Третий
- •2. Горизонтальный транспорт генов у бактерий в природных экосистемах и его роль в эволюции и систематике прокариот
- •4. Механизмы, контролирующие генетическую изоляцию бактериального генома.
- •5. Эволюция бактериального генома.
- •1. Терминология и номенклатура, используемые в систематике прокариот
- •2. Фенотипическая систематика
- •4. Хемотаксономическая систематика
- •5. Геносистематика
- •1. Основные проблемы филогении прокариот.
- •2. Понятие о молекуле - хронометре
- •3. Концепция к. Вуза о трех линиях эволюции, трех формах жизни
- •4. Дистанционно-матричный метод построения филогенетических деревьев и их конструкции (веерообразная и сильно разветвленная дихотомическая). Гипотеза о. Кандлера о трех типах независимых проклеток
- •5. Методологические ловушки в филогенетической систематике микроорганизмов
- •1. Принципы построения идентификационных схем.
- •2. Общие правила при идентификации бактерий
- •3. Деление царства прокариот на высшие таксоны. Характеристика отделов
- •4. Группы прокариотных организмов и их основные представители
- •1. Сравнительная характеристика прокариот и эукариот
- •2. Основные принципы систематики эукариотных микроорганизмов
- •3. Группы низших эукариот
- •4. Фаготрофия и симбиоз – основные элементы существования протистов
- •5. Основы классификации вирусов
- •Лекция 2.1. Молекулярные и структурные аспекты организации архей. Общая характеристика. Систематика.
- •I. Положение архебактерий в системе царств органического мира
- •2. Характерные особенности отдельных групп архебактерий
- •3. Молекулярная биология архебактерий
- •4. Метаболизм архебактерий.
- •5. Структурная организация геномов архебактерий
- •1. Аэробные сероокислящие бактерии
- •2. Анаэробные серовосстанавливающие бактерии
- •3. Галофильные архебактерии.
- •4. Термоацидофильные микоплазмы
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Раздел 4.
- •1. Классификация метанообразующих бактерий
- •2. Культурально-морфологические свойства метаногенов
- •3. Тип питания и метаболизм метанообразущих бактерий
- •4. Механизм энергетических процессов у метанообразущих бактерий
- •5. Местообитание и практическое применение метаногенов.
- •1. Пигменты фотосинтезирующих эубактерий
- •2. Строение фотосинтетического аппарата эубактерий
- •3. Группы фотосинтезирующих эубактерий
- •3. Цианобактерии
- •5. Прохлорофиты
- •1. Пурпурные бактерии
- •2. Зеленые эубактерии
- •3. Гелиобактерии
- •4. Распространение фототрофных эубактерий в природе
- •1. Явление автотрофии в микробиологии. Характеристика физиологических групп аэробных хемоавтотрофов
- •2. Нитрифицирующие бактерии
- •3. Бактерии, окисляющие серу
- •4. Железобактерии
- •5. Водородные бактерии
- •6. Метаболическая основа хемоавтотрофии
- •Явление облигатной автотрофии
- •Подавление роста органическими соединениями
- •1. Общая характеристика и систематика метаноокисляющих бактерий
- •2. Морфология вегетативных клеток
- •3. Ультратонкое строение клеток
- •4. Окисление углеродных соединений как основное свойство метанотрофов
- •5. Свойства метанотрофов в свете практического применения
- •2. Молочнокислое брожение и бактерии вызывающие данный процесс
- •3. Эубактерии осуществляющие спиртовое брожение
- •4. Пропионовокислое брожение
- •5. Клостридии и маслянокислый тип брожения
- •1. Системы классификации и таксономия дрожжей
- •2. Строение дрожжевой клетки
- •3. Питание и метаболизм дрожжей
- •4. Генетика дрожжей
- •5. Микробиологические аспекты практического использования дрожжей
- •1. Общая характеристика и систематика актиномицетов
- •Краткая характеристика групп родов Группа 22. Нокардиоформные актиномицеты
- •Группа 23. Роды с многогнездными спорангиями
- •Группа 25. Стрептомицеты и близкие роды
- •Группа 26. Мадуромицеты
- •Группа 29. Другие роды
- •2. Морфология актиномицетов.
- •3. Характеристика актиномицетов по химическому составу и строению клеточных стенок.
- •4. Питательные потребности и условия культивирования актиномицетов.
- •1.Общая характеристика скользящих организмов
- •2. Миксобактерии
- •3. Алгицидные миксобактерии, не образующие плодовых тел
- •4. Группа цитофаг
- •5. Нитчатые скользящие хемогетеротрофы
- •6. Нитчатые бактерии, окисляющие соединения серы
- •1. Общая характеристика бактерий, образующих эндоспоры
- •2. Аэробные спорообразующие бактерии (Род Bacillus)
- •3. Анаэробные спорообразующие бактерии: род clostridium
- •4. Другие спорообразующие бактерии
- •5. Спорообразование
2. Культурально-морфологические свойства метаногенов
У метанообразующих бактерий известны клеточные стенки 3 типов: псевдомуреиновый, гетерополисахаридный и белковый (S-слой состоит из гексагонально упакованных белковых субъединиц). Самой поверхностной структурой у ряда бактерий (Methanothix, Methanospirillum) является внешний белковый чехол, расположенный над клеточной стенкой и объединяющий под своим покровом несколько клеток. Он представляет собой полую трубчатую структуру, состоящую из соединенных друг с другом кольцевых фрагментов. Функцией чехла (Methanothix concilii) является поддержание цилиндрической формы клеток, имеющих нерегидную эластичную клеточную стенку.
Таблица 1.- Классификация метанообразующих бактерий (Dabuch, Rachofen I985, с дополнениями)
Порядок
|
Семейство
|
Род
|
Methanobacteriаles
|
Methanobacteriaceae
|
Hethаnobacterium Methanobrevibacter Methanocorpusculum
|
Methanococcales
|
Methanothermaceae Methanococcaceae
|
Methanothermus Methanococcue
|
Methanomicrobiales
|
Methanoniicrobiaceae
|
Methanomicrobium Methanogenium Methanospirillum Methanothix Methanococcoides
|
Methanosarcinaceae Methanoplanaceae
|
Methanosarcina Methanoplanus
|
По данным электронной микроскопии, мембранный аппарат метанообразующих бактерий представлен цитоплазматической мембраной и сетью внутриклеточных элементарных мембран, образовавшихся в результате инвагинации ЦПМ в цитоплазму. Основную массу липидов составляют изопреноидные, гидроизопреноидные насыщенные углеводороды (С20, С25, С30 -ряда) и простые изопренилглицериновые эфиры. Последние встречаются в виде 2 структурных типов - простого диэфира дифитанилглицерина и простого тетраэфира дибифитанилдиглицерина.
Таблица 2.- Метанообразущие бактерии (Заварзин, 1986)
Микроорганизм
|
Морфология
|
Т°
|
рН
|
мол. % Г + Ц
|
Место обитания* |
Methanobacterium М. formicum M.thermoautotrophicum |
палочки палочки |
43 65-70 |
7,0 7,2-7,6 |
40,7 47,9 |
1,6 5 |
Methanobrevibacter M.smithii M.ruminantium |
кокки кокки |
35 37 |
6,9-7,4 6,5-7,7 |
31,0 30,6 |
4 1,4 |
Methanotheramus M.fervidua |
палочки |
83 |
6,5 |
33,0 |
5 |
Methanococcus M.thermolitotrophicus M. jannaschii M.voltae |
кокки кокки кокки |
65 85 35 |
6,5-7,5 6,0 6,1-8,1 |
31,0 31,0 нд** |
5 5 2 |
Methanomicrobium М. mobile |
палочки |
40 |
6,7-7,4 |
48,8 |
4 |
Methanogenium M.marlshigri M. thermophilicum |
кокки кокки |
20 55 |
6,2-6,8 7,0 |
61,0 59,0 |
1 5 |
Methanospirillim М.hungatei |
спириллы |
35 |
6,8-7,5 |
46,5 |
1,6 |
Methanothix M.soehngenii |
палочки |
37 |
7,0 |
51,9 |
1,6 |
Methanococcoides M.methylutens |
кокки |
30 |
7,0-7,5 |
42,0 |
2 |
Methanosarcina M.barkerii |
сарцина |
35 |
7,0 |
38,8 |
1,6 |
Мethanoplanus М.limicola |
в форме тарелки |
40
|
7,0
|
47,5
|
2
|
Methenolobus M.tindarius |
кокки |
25 |
6,5 |
45,9 |
3 |
Methanosphaera M.stadtmaniae |
сферы |
36-40 |
6,5-6,9 |
25,8 |
7 |
Methanoplasma M.elizabethii |
плазма |
37 |
7,2 |
нд** |
нд** |
Methanocoprusculum M.parvum |
кокки |
37 |
6,8-7,5 |
48,5 |
6 |
Methanohalobium M.evestigatus |
клетки плоские многоугольные, иногда вогнутые |
50 |
7,0-7,5 |
нд** |
3 |
*Место обитания: I - осадки пресноводных водоемов: 2 - осадки морских водоемов; 3 - осадки гиперсоленых водоемов; 4 - пищеварительный тракт растительноядных; 5 - гидротермы; 6 - метантенк; 7 - толстый кишечник человека; **нд - нет данных
Большинство метанообразующих бактерий - мезофилы, имеют температурный оптимум для роста в области 35-40°С, но есть виды, у которых оптимальная зона сдвинута в область высоких температур - 65-85°С и в сторону низких - 20-25°С. За исключением Methanobacterium alcaliphilum и Methanobacterium thermoalcaliphilue, растущих при рН 9,0, все известные метаногены являются нейтрофилами (таблица 2).